Пример 1
Расчет величины поверхностной активности ПАВ по изменению поверхностного натяжения; расчет величины поверхностной активности гомолога по правилу Траубе, расчет величины адсорбции ПАВ в заданном интервале концентраций.
Поверхностное натяжение водного раствора пентанола с концентрацией 0,030 моль/дм3 равно 55,3 10-3 Н/м при 298 К. Оцените величину адсорбции бутанола из раствора с концентрацией 0,015 моль/дм3 при той же температуре.
Решение. Найдем поверхностную активность пентанола g(С5Н11OН) в интервале концентраций C1 = 0 (т.е. чистый растворитель) - C2= 0,030 моль/дм3:
g(С5Н11OН) = - 
- коэффициент поверхностного натяжения воды, справочная величина (табл.11.02.).
В соответствии с правилом Траубе поверхностная активность бутанола, предшествующего члена гомологического ряда предельных одноатомных спиртов, будет в тех же условиях примерно в 3,2 раза меньше:
g(С4Н9OН) = 
Поскольку концентрация раствора бутанола равна 0,015 моль/дм3 является серединой интервала, в котором рассчитывалась поверхностная активность, величина адсорбции из этого раствора рассчитывается по уравнению Гиббса:
Г(C4H9OH) = 
g(С5Н11OН) = 
g(С4Н9OН) = 
Г(С4Н9OН) = 
Ответ: величина адсорбции бутанола приблизительно равна 1 10-6 моль/м2.
Пример 2
Расчет длины и площади поперечного сечения молекулы по величине предельной адсорбции.
Площадь поперечного сечения молекулы пальмитиновой кислоты равна2,1×10-19м2. Определите величину предельной адсорбции пальмитиновой кислоты на границе бензольный раствор-воздух. Вычислите объем раствора, содержащего 4,24 г кислоты в 1 л бензола, требуемый для покрытия монослоем (после испарения бензола) 1,5 м2 водной поверхности.
Решение. Величину предельной адсорбции данного вещества рассчитывают по уравнению:
Гmax = 
Для покрытия площади S монослоем молекул с площадью поперечного сечения S мол требуется S/S мол молекул. Количество вещества, соответствующее этому числу молекул, рассчитывают по соотношению:
n= 
: NA
Молярная концентрация имеющего раствора пальмитиновой кислоты равна:
С(к-ты) = 
Требуемый объем раствора равен: Vp = 
/с
Г max = 
= 7,9 10-6моль/м2
n = 
= 1,19 10-5моль
с (к-ты) = 
= 1,66 10-2моль/дм3
V = 
Ответ: Г max = 7,9 10-6 моль/м2Vр = 0,715 мл
__________________________________________________________________________________
Пример 3
Расчет величины адсорбции по уравнению Ленгмюра при заданных константах.
Экспериментально установлено, что максимальная величина адсорбции ПАВ (Mr = 60) некоторым адсорбентом составляет 5,0×10-3 моль/г; величина a равна 0,06 моль/дм3. Сколько граммов вещества адсорбировалось из раствора с равновесной концентрацией 0,1 моль/дм3 двумя граммами данного адсорбента?
Решение. По уравнению Ленгмюра рассчитывают величину адсорбции ПАВ:
а = a max 
Количество адсорбированного вещества на адсорбенте массой 2 г будет в 2 раза больше.
Масса адсорбированного вещества будет равна:
m (ПАВ) = n(ПАВ) М(ПАВ)
а = 
= 3,1 10-3моль/г
n(ПАВ) = 3,1×10-3моль/г 2 г = 6,2 10-3моль
m(ПАВ) = 6,2×10-3моль 60 г/моль = 0,37 г
Ответ: масса адсорбированного вещества равна 0,37 г.
Пример 4
Расчет величины адсорбции на твердом адсорбенте по изменению концентрации адсорбтива.
Раствор уксусной кислоты объемом60 см3 раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/дм3 взболтали с 2 г адсорбента. После достижения равновесия пробу раствора объемом 10 см3 оттитровали раствором гидроксида натрия с = 0,05 моль/дм3. На титрование затрачено 15,0 см3титранта. Вычислите величину адсорбции уксусной кислоты.
Решение. Равновесная концентрация уксусной кислоты равна (по результатам титрования):
(СН3СООН) = 
Величину адсорбции рассчитывают по:
а = 
с(СН3СООН) = 
= 0,075 моль/см3
а = 
Ответ: а (СН3СООН) = 6,25 10-4моль/г